功能材料涂覆的光纤温湿度传感器制作及特性研究
发布时间：2021-01-05 04:01
本文用到的光纤是一种能够在微米量级上工作并被大量用到光纤通信及传感方面的传感头。光纤传感技术的迅猛发展离不开各种新型传感器结构的出现与应用,新的结构不仅丰富了光纤传感器的种类,更加深了人们对传感机理的认识,推动着光纤传感技术的不断前进。人们从简化制备工艺、降低器件成本、提高检测灵敏度以及增加可传感参量等方面出发,不断创造出新的微结构传感器,它们在苛刻环境传感、化学物质检测、生物医疗监测等领域已凸显了潜在的应用价值。目前,将功能材料与新型光纤结构结合制成敏感型光纤温湿度传感器已成为研究热点,这类传感器由于具有灵敏度高、重复性好、抗电磁干扰等优点,因此被广泛的研究与应用。而光纤本身的材质对湿度不敏感,制作出光纤湿度传感器同样具有一定的科研价值,为今后光纤湿度传感器的产业化生产提供一定的基础研究。本文将光纤结构上涂覆功能材料制成新型温湿度传感器作为本文主要的研究方向,从光纤传感角度出发,阐述了光纤温湿度传感器的基本理论,并将实际光纤参数输入仿真软件中,与实验光谱进行了对比,趋势基本相同。选取了功能材料及研发了涂覆工艺,通过实验结果分析,筛选出优良的光纤温湿度传感器。从工程应用角度出发,系统地...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CO2激光写入法装置原理图
由于光纤几何形态在操作时发生了改变，机械性能器。展现状制作技术完善、基础理论研究深入、光谱解调技术提高和FG 作为新型的传感器被大量在光纤传感领域所使用。主谐振峰会因温度发生改变而飘移）、能辨别方向的弯曲器、应力传感器（在 LPFG 两端施加 x 轴向应力可改变光峰幅值发生变化，通过观察光谱位移和幅值的高低，可度和应变同时测量的传感器或温度和负载同时测量的传感而具有不同的传感特性[21-38]。饶云江团队提出了一种制备 LPFG 的新方法。主要是基于脉冲多次曝光完成的。这种 LPFG 的光学特性，如带阻比PDL）和返回损失可以满足实际应用需要[39]。
图 1.4 M-Z 光纤结构示意图-珀罗干涉(Fabry-Perot)涉仪（FPI）是由两个相互平行且相距一定距离的间反射光束和透射光束的多重复叠加引起的。在光部建造反射器来构成，FPI 无参考臂，当谐振腔的的影响时，相位差发生改变，导致了干涉条纹的改处理就可解调出被测参量。光源耦合器光探测器反射面反射面2FP腔图 1.5 光纤 Fabry-Perot 干涉仪光路原理图逊（Michelson）干涉
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型长周期光纤光栅的设计与研制进展[J]. 张伟刚,张严昕,耿鹏程,王标,李晓兰,王松,严铁毅. 物理学报. 2017(07)
[2]基于近PMTP区域双峰谐振效应的长周期光纤光栅应变传感理论分析[J]. 顾铮先,凌强. 光学学报. 2016(01)
[3]基于4G移动通信技术探究[J]. 刘付康,梁永贤. 中国新通信. 2015(09)
[4]基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤气体传感器理论[J]. 卜凡云,余震虹,王娜娜. 光谱实验室. 2012(02)
[5]基于熔融拉锥法的MZI型梳状滤波器研究[J]. 王娜娜,余震虹,卜凡云,周冲. 现代电子技术. 2011(08)
[6]基于倾斜光纤光栅的相对湿度传感器[J]. 苗银萍,刘波,刘健,孙华,赵启大. 光电子.激光. 2010(07)
[7]基于全光纤Mach-Zehnder干涉的应变传感测量[J]. 陆华丽,王鸣,戴霞娟,郭文华. 南京师范大学学报(工程技术版). 2010(01)
[8]光纤通信技术的发展与展望[J]. 马强,韩加祥,成明. 科学咨询(决策管理). 2010(01)
[9]基于非对称折变型超长周期光纤光栅的湿度传感器[J]. 宋韵,朱涛,饶云江,赵英伟. 中国激光. 2009(08)
[10]光纤传感技术的发展及应用[J]. 张森,王臻,刘孟华,周琦. 光纤与电缆及其应用技术. 2007(03)
博士论文
[1]结构调制型超长周期光纤光栅的制作及传感特性研究[D]. 杨文蕾.哈尔滨工程大学 2016
[2]新型光纤M-Z干涉传感结构及特性研究[D]. 张珊珊.南开大学 2014
[3]全光纤梳状滤波器和马赫—曾德尔干涉仪的研制[D]. 范林勇.北京交通大学 2011
[4]特种长周期光纤光栅基础研究[D]. 朱涛.重庆大学 2008
[5]新型长周期光纤光栅特性研究[D]. 王义平.重庆大学 2003
硕士论文
[1]悬挂单芯及双芯光纤长周期光栅传感特性研究[D]. 钟幸.哈尔滨工程大学 2016
[2]应变式光纤珐珀压力传感器的研究[D]. 黄亚.电子科技大学 2015
[3]基于双M-Z干涉型光纤振动传感器及其PGC解调技术的研究[D]. 王恺晗.天津理工大学 2015
[4]基于双锥形光纤的多模干涉型光纤传感器的研究[D]. 李兵.北京交通大学 2013
[5]萨格奈克干涉型光纤传感器的特性研究[D]. 张海洲.华中科技大学 2011
[6]多模光纤到单模光纤耦合的设计及研究[D]. 何景秋.电子科技大学 2010
[7]两种新型长周期光纤光栅应用基础研究[D]. 宋韵.重庆大学 2009
[8]光纤光栅传感系统及对温度传感的研究[D]. 田大伟.北京工业大学 2003
本文编号：2957983
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CO2激光写入法装置原理图
由于光纤几何形态在操作时发生了改变，机械性能器。展现状制作技术完善、基础理论研究深入、光谱解调技术提高和FG 作为新型的传感器被大量在光纤传感领域所使用。主谐振峰会因温度发生改变而飘移）、能辨别方向的弯曲器、应力传感器（在 LPFG 两端施加 x 轴向应力可改变光峰幅值发生变化，通过观察光谱位移和幅值的高低，可度和应变同时测量的传感器或温度和负载同时测量的传感而具有不同的传感特性[21-38]。饶云江团队提出了一种制备 LPFG 的新方法。主要是基于脉冲多次曝光完成的。这种 LPFG 的光学特性，如带阻比PDL）和返回损失可以满足实际应用需要[39]。
图 1.4 M-Z 光纤结构示意图-珀罗干涉(Fabry-Perot)涉仪（FPI）是由两个相互平行且相距一定距离的间反射光束和透射光束的多重复叠加引起的。在光部建造反射器来构成，FPI 无参考臂，当谐振腔的的影响时，相位差发生改变，导致了干涉条纹的改处理就可解调出被测参量。光源耦合器光探测器反射面反射面2FP腔图 1.5 光纤 Fabry-Perot 干涉仪光路原理图逊（Michelson）干涉
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型长周期光纤光栅的设计与研制进展[J]. 张伟刚,张严昕,耿鹏程,王标,李晓兰,王松,严铁毅. 物理学报. 2017(07)
[2]基于近PMTP区域双峰谐振效应的长周期光纤光栅应变传感理论分析[J]. 顾铮先,凌强. 光学学报. 2016(01)
[3]基于4G移动通信技术探究[J]. 刘付康,梁永贤. 中国新通信. 2015(09)
[4]基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤气体传感器理论[J]. 卜凡云,余震虹,王娜娜. 光谱实验室. 2012(02)
[5]基于熔融拉锥法的MZI型梳状滤波器研究[J]. 王娜娜,余震虹,卜凡云,周冲. 现代电子技术. 2011(08)
[6]基于倾斜光纤光栅的相对湿度传感器[J]. 苗银萍,刘波,刘健,孙华,赵启大. 光电子.激光. 2010(07)
[7]基于全光纤Mach-Zehnder干涉的应变传感测量[J]. 陆华丽,王鸣,戴霞娟,郭文华. 南京师范大学学报(工程技术版). 2010(01)
[8]光纤通信技术的发展与展望[J]. 马强,韩加祥,成明. 科学咨询(决策管理). 2010(01)
[9]基于非对称折变型超长周期光纤光栅的湿度传感器[J]. 宋韵,朱涛,饶云江,赵英伟. 中国激光. 2009(08)
[10]光纤传感技术的发展及应用[J]. 张森,王臻,刘孟华,周琦. 光纤与电缆及其应用技术. 2007(03)
博士论文
[1]结构调制型超长周期光纤光栅的制作及传感特性研究[D]. 杨文蕾.哈尔滨工程大学 2016
[2]新型光纤M-Z干涉传感结构及特性研究[D]. 张珊珊.南开大学 2014
[3]全光纤梳状滤波器和马赫—曾德尔干涉仪的研制[D]. 范林勇.北京交通大学 2011
[4]特种长周期光纤光栅基础研究[D]. 朱涛.重庆大学 2008
[5]新型长周期光纤光栅特性研究[D]. 王义平.重庆大学 2003
硕士论文
[1]悬挂单芯及双芯光纤长周期光栅传感特性研究[D]. 钟幸.哈尔滨工程大学 2016
[2]应变式光纤珐珀压力传感器的研究[D]. 黄亚.电子科技大学 2015
[3]基于双M-Z干涉型光纤振动传感器及其PGC解调技术的研究[D]. 王恺晗.天津理工大学 2015
[4]基于双锥形光纤的多模干涉型光纤传感器的研究[D]. 李兵.北京交通大学 2013
[5]萨格奈克干涉型光纤传感器的特性研究[D]. 张海洲.华中科技大学 2011
[6]多模光纤到单模光纤耦合的设计及研究[D]. 何景秋.电子科技大学 2010
[7]两种新型长周期光纤光栅应用基础研究[D]. 宋韵.重庆大学 2009
[8]光纤光栅传感系统及对温度传感的研究[D]. 田大伟.北京工业大学 2003
本文编号：2957983
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2957983.html
